Gerybiniai augliai auga lėtai, neardo aplinkinių audinių ir nesugeba metastazuoti, bet, kai jie iš gėrybinių tampa piktybiniais, šie įgija gebėjimą išplisti po visą organizmą. Vėžinių ląstelių kolonijos, išplitusios po organizmą, vadinamos metastazėmis.
Ši patologija įprastai gydoma chemoterapija, spinduliais, chirurgija, hormonų terapija, imunoterapija, adjuvantine terapija, tikslinio augimo signalo slopinimu, vaistais, indukuojančiais apoptozę, nanotechnologijomis, RNR ekspresija bei profiliavimu ir CRISPR.
Vėžio ląsteles taip pat galima naikinti pritaikant genetines mutacijas arba onkolitinius virusus drauge su chemoterapiniais vaistais. Tačiau gydymas citoksinėmis medžiagomis ir spinduline terapija sukelia neigiamą poveikį žmogaus organizmui. Šiuo metu nėra selektyvaus, specifiško be šalutinio poveikio žmogaus sveikatai vėžio gydymo metodo, todėl yra svarbu ieškoti alternatyvių gydymo būdų genų terapijoje. Šiame straipsnyje aptarsiu CRISPR–Cas9 genų redagavimo technologiją vėžio gydyme (Bhattacharjee R., 2017; Imran A. ir kt., 2017).
CRISPR/CAS9 (angl. „Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/associated protein 9 “) yra efektyvi, unikali, greita ir pigi genomo redagavimo technologija. Cas9 – restriktazė, kuri specifiškai karpo DNR. CRISPR/CAS9 yra revoliucinis metodas, leidžiantis mokslininkams atlikti tikslines manipuliacijas su bet kuria DNR seka bet kurio organizmo genome in vitro arba in vivo. Jis – svarbus genomo redagavimo įrankis atliekant gyvybiškai svarbius vėžio tyrimus (Bhattacharjee R. ir kt., 2017; Castillo A., 2016).
Sichuano universiteto (Kinijoje) mokslininkai panaudojo genetiškai modifikuotus limfocitus pacientams, sergantiems plaučių vėžiu, kaip terapinį metodą, skatinantį imuninės sistemos atsaką piktybinių naviko ląstelių pašalinimui. Genas, koduojantis PD-1 baltymą (angl. „Programmed Death-1“), buvo išjungtas naudojant CRISPR-Cas9 technologiją.
Buvo tikėtasi, kad imuninės sistemos veiksniai panaudojant limfocitus prieš vėžį bus labiau efektyvesni. Nors gydant plaučių vėžį panaudojant imunoterapiją, blokuojamas PD-1 baltymas, bet tikimasi, kad PD-1 geno inaktyvacija bus terapinė strategija, užtikrinanti didesnį efektyvumą ir patikimumą (Castillo A., 2016).
Eyquem ir kt. taikė CRISPR-Cas9 vėžio terapijos metodą stiprinant imuninės sistemos atsaką prieš vėžines ląsteles ir panaudojant T limfocitus, ekspresuojančius labai specifinį chimerinį antigeno receptorių (CAR). Ankstesni tyrimai parodė, kad CARs, kuris yra labai specifinis prieš vėžinių ląstelių antigenus, gali būti sumodeliuotas laboratorijoje ir ekspresuojamas T ląstelėse ir veikiant tiesiogiai naikina antigeną ekspresuojančias vėžines ląsteles.
Klinikiniai tyrimai naudojant CAR modifikuotas T ląsteles (CAR-T ląsteles), nukreiptas prieš CD19, CD20, CD22 ir CD30, parodė perspektyvius rezultatus pacientams, turintiems B ląstelių piktybinius navikus. Vėžio gydyme reikia įvairių tipų CAR-T ląstelių, nukreiptų prieš skirtingus navikų antigenus. Naujai sukurtos T ląstelės yra stiprios ir labai specifinės in vitro, taip pat geba naikinti žmogaus ūminės limfoblastinės leukemijos ląsteles in vivo eksperimentiniuose pelių, sergančių vėžiu, modeliuose (Isakov N., 2017).
Kol kas vėžio gydymas panaudojant CRISPR-Cas9 technologiją iš esmės apsiriboja tik klinikiniais tyrimais. Nors bandymai su žmonėmis buvo sėkmingi kitose srityse, gali prireikti kelerių metų, kol genų redagavimas taps plačiai naudojamas vėžiu sergantiems pacientams gydyti. Kinai atliko bandymus, kuriuose redaguotos imuninės sistemos ląstelės panaudojant CRISPR sistemą nepašalinus jų iš paciento kūno. Ročesterio universiteto mokslininkai nustatė, kad panaudojant šią sistemą galima sulėtinti ir sustabdyti auglių augimą.
Su CRISPR mokslininkai gali kontroliuoti, kur paciento genome yra pakeistas naujas genas, dėl to atsiranda mažesnė nenumatytų pasekmių sukėlimo tikimybė. Šis galingas įrankis leidžia mokslininkams greitai ir kokybiškai atlikti savo darbą, o jie teikia naujus ir inovatyvius metodus žmogaus ligų gydymui. Dėl greitos genomo redagavimo technologijų plėtros reikia skirti pakankamai dėmesio ikiklinikinių ir klinikinių tyrimų, skirtų įvertinti toksiškumą, netikslumus ir kitus galimus šalutinius poveikius. Kiekvienas žingsnis pažangos link priartina mus prie tobulesnio, efektyvesnio ir inovatyvesnio vėžio ligų gydymo.
***
Tryliktasis mokslo populiarinimo konkurso darbas. Giedrė Karzaitė, biotechnologijų srities specialistė bei VGTU bioinžinerijos studijų magistrantė, rašo apie CRISPR – Cas9 genų redagavimo technologijos pritaikymą vėžio gydyme.
Visas konkurso sąlygas rasite čia.